(57)【要約】      （修正有）【課題】基材上のトナー画像を保護するシステムを提供する。【解決手段】トナー搬送ステーションであって、トナー搬送ステーションからのトナーが基材上で構成されて未定着トナー画像を形成する、トナー搬送ステーションと、トナー画像を部分定着するステーションであって、未定着トナー画像が第１の温度にて加熱されて部分定着されたトナー画像を形成する、ステーションと、コーティングステーションであって、コーティングステーションからのコーティングが部分定着されたトナー画像に塗布されてコーティングおよび部分定着されたトナー画像を形成する、コーティングステーションと、コーティングおよび部分定着されたトナー画像が第２の温度で定着されて圧力定着画像を形成する、定着ステーションと、を備える、システムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー搬送ステーションであって、トナー搬送ステーションからのトナーが基材上で構成されて未定着トナー画像を形成する、トナー搬送ステーションと、
トナー画像を部分定着するステーションであって、未定着トナー画像が第１の温度にて加熱されて部分定着されたトナー画像を形成する、ステーションと、
コーティングステーションであって、コーティングステーションからのコーティングが部分定着されたトナー画像に塗布されてコーティングおよび部分定着されたトナー画像を形成する、コーティングステーションと、
コーティングおよび部分定着されたトナー画像が第２の温度で定着されて圧力定着画像を形成する、定着ステーションと、
を備える、基材上の画像を保護するシステム。
【請求項２】
トナーを含むプリントを保護する方法であって、
基材上に未定着トナー画像を形成するステップと、
未定着トナー画像を第１の温度で加熱することによって、未定着トナー画像を部分定着し、基材表面に部分定着トナー画像を形成するステップと、
基材表面の部分定着トナー画像にコーティングを塗布し、基材表面にコーティングおよび部分定着トナー画像を形成する、ステップと、
部分定着およびコーティングされたトナー画像を定着させて、印刷画像を形成するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、堅牢なプリントを形成するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願の相互参照）
２００６年５月３１日に出願された米国特許出願第１１／４２１，２９９号は、上にインク画像を備えた記録媒体であり、そこではワニスがインク画像を少なくとも部分的に被覆し、ワニス組成物は塗布前に少なくともラテックスエマルジョンと、水と、少なくとも１つの基剤と、少なくとも１つの界面活性剤とを含む。
【０００３】
画像を形成するために、従来の機械で製造されたトナーなどのトナーが使用できる。トナー調製工程は、例えば、特許文献１〜１７などのゼロックスのいくつかの特許に示されている。また興味深いのは、特許文献１８〜４４である。
【０００４】
プリンタ、コピー機および他の種類の画像形成装置は、ドキュメントを作成および／または複製するために必要な生産性ツールとなっている。このような画像形成装置としては、これに限定されるわけではないが、デスクトップ型コピー機、独立型コピー機、スキャナ、ファクシミリ装置、写真コピー機および現像機、多機能装置ならびに原稿、データファイルなどから画像データを作成および／または複製できる他の同様のシステムが挙げられる。
【０００５】
従来の電子写真では、静電潜像は電荷保持表面、例えば、受光体を均一に帯電させることによって、電子写真表面上に形成される。帯電された区域は次いで、原画像に対応する活性化放射線のパターンで選択的に散逸される。表面に残存する潜在電荷パターンは、放射線に曝露されていない区域に相当する。次に潜在電荷パターンは、トナーを含む１つ以上の現像機ハウジングに受光体を通過させることによって可視化され、トナーは静電引力によって電荷パターンに付着する。現像された画像は次いで紙などの受像基材に転写され、画像は適切な融着技法によってそこへ固定されて、電子写真プリントまたはトナーベースプリントが得られる。
【０００６】
従来のトナー画像が基材上に形成された後に、定着ロールからの基材の必要な剥離を与えるために、定着ロールに定着オイルを塗布することが知られており、かつ慣習的である。定着オイルは当業者に知られており、特許文献４５〜４７に開示されたものを含む。本明細書で使用するように、「基材」という用語は、例えば、紙、プレプリント用紙、透明シート、ボール紙などに印刷され得るいずれの出力受像媒体も指す。
【０００７】
定着オイル、例えば、非官能化または官能化シリコーンオイルは、撮像装置に、例えば、電子写真（electrophotographic）装置または静電写真装置に見られる定着ロールからの基材の剥離を与えるために有用である。このような装置において、一部の定着オイルは、トナー画像上に残存して、基材のいずれかの部分を被覆することができ、そして基材自体の上に残存できる。言い換えれば、定着オイルは、トナー画像を有さない基材、または上にトナー画像を有する基材を少なくとも部分的に被覆し得る。本明細書で使用するように、「部分的に」は、基材の約１パーセント〜約１００パーセント、例えば、基材の約１０パーセント〜約１００パーセントまたは約１０パーセントから約９０パーセントを被覆する剥離剤を指す。
【０００８】
したがって電子写真プリントは、印刷工程のためにその上にシリコーン定着オイルを含むことがある。アミノ官能化定着オイルの場合、オイルはオイルのアミノ成分と基材中のヒドロキシル成分との間の水素結合のために、プリント表面に化学的に結合できる。アミノ官能化シリコーンオイルを含有する電子写真プリントの表面自由エネルギー（ＳＦＥ）は、３０ｍＮ／ｍ２よりも高い範囲から約８ｍＮ／ｍ２〜約３０ｍＮ／ｍ２の範囲まで劇的に低下することがある。
【０００９】
したがって基材上の定着オイルの存在は、その上のトナー画像の有無にかかわらず、接着剤が基材へ接着する能力にとって有害なことがある。したがって、残留アミノ定着オイルが定着後の印刷面に存在して、にかわおよび接着剤の性能を妨害するので、オンデマンド印刷製本などの用途は困難である。
【００１０】
定着オイルは通常、各種の従来のトナーと関連付けて使用され、このことはトナーを構成する樹脂のＴｇ（ガラス転移温度）のために高温および高圧への許容可能な曝露に対して制限を有する。都合の悪いことに、これは従来の超低融点トナーをベースとするプリントの、高級車メーカーの市場シェアであるオンデマンド印刷の自動車マニュアルなどの用途への使用を妨げる。
【００１１】
一部の最近の印刷システムでの低Ｔｇ物質の使用は、通常の電子写真装置のエネルギー消費がかなり高いことを考えると、プリントを作成するのに必要なエネルギーを低下させるのに役立つ。したがって電力消費がより低い電子写真装置が設計されている。「低融点トナー」として公知の、消費電力のより低い装置で機能するように設計されたトナーは、約４５℃〜約６５℃の軟化点を有するように作製される。しかしドキュメントオフセット（または「ブロッキング」）として公知の画像欠陥は、約４５℃の低温からトナーが流動を開始する約７０℃以上の高温までの温度で起こる可能性がある。したがって低融点トナーは重大なドキュメントオフセットの問題を有することが多い。各種トナーのドキュメントオフセット特性を表１に示す。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
表１に示すように、これらの装置による定着プリントは、高温および高圧の組み合せにさらされる最終製品を必要としないジョブに制限される。この制限は、トナーが特徴的に低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する樹脂を含み、それを超えたときに樹脂がアモルファスで粘着性になるという事実に基づいている。トナーの粘着性は、出力トレーまたは最終製品のどちらにおいても相互に接着するプリントを生じ、したがってプリントは使用できなくなる。都合の悪いことに、これらの樹脂のＴｇは、グローブボックス内の自動車用マニュアルなどの、日常活動で容易に達する温度またはそれ以下である傾向を有する。
【００１４】
上述のエネルギー消費の懸念事項を考慮すると、トナーが超低融点となる推進力がある。したがってＴｇはなおさらに低くなることが予想され、このことは上述の環境条件下でなおさらに低い堅牢性および画像性能を生じる。
【００１５】
ドキュメントオフセットを減少させる公知の方法としては、（エマルジョン凝集トナー中のように）トナー自体にワックスを添加することと、基材にオーバープリントコーティングを塗布することとが挙げられる。オーバープリントコーティング、すなわちワニスは、水性ベースまたはＵＶ硬化性のどちらかであり、通例、乾燥および／または硬化させることができる液体フィルム形成コーティングである。乾燥は熱の印加によって達成できるが、硬化はオーバーコートの成分を重合（架橋）させるために紫外光または低電圧電子ビームを印加することによって達成できる。しかし特許文献４８〜５６に記載されているような、公知のオーバープリントコーティングは、例えば、電子写真プリントを十分に保護できないか、またはドキュメントオフセットを減少させることができない。
【００１６】
加えて、上述の方法は、仕上げステップの間に表面を被覆するために、上に画像を有する基材表面へコーティングを塗布できることを示している。コーティングは基材表面全体を被覆して、トナー画像が基材表面から擦り落とされるのを、または削り落とされるのを防止する。コーティングは、画像上および基材上に形成される連続乾燥フィルムでもよい。基材の画像のみの成分をスポットコーティングするデジタルアプリケーションは、コーティングの粘度が高いために不可能である。
【００１７】
未定着トナー画像で観察された問題は、未定着トナーはいずれの物理的撹乱を受けた場合にもゆがみやすいので、静電的に帯電したトナー粒子を基材に蒸着させるマーキングモジュールを出る出力受像媒体を非常に慎重に取り扱わねばならないことである。
【００１８】
本明細書で使用する「未定着」という用語は、画像形成物質、例えば、トナーが原画像のコピーの形成時に塗布されている出力受像媒体または基材の状態を説明するために使用される。未定着画像は文字および／またはグラフィックスを含み、トナーは一般に、ある形式の熱定着および／または圧力定着によってまだ固定されていない。「部分定着」という用語は、トナーが粘着性となって基材に接着するようにトナーをトナーの融点のすぐ下の温度まで加熱する工程を指す（トナー粒子を共に凝固させるために圧力は印加されない）。「未定着」トナー画像を有する基材は、擦れまたはにじみ（smearing）に基づく画像劣化を特に受けやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第５，２９０，６５４号公報
【特許文献２】米国特許第５，２７８，０２０号公報
【特許文献３】米国特許第５，３０８，７３４号公報
【特許文献４】米国特許第５，３７０，９６３号公報
【特許文献５】米国特許第５，３４４，７３８号公報
【特許文献６】米国特許第５，４０３，６９３号公報
【特許文献７】米国特許第５，４１８，１０８号公報
【特許文献８】米国特許第５，３６４，７２９号公報
【特許文献９】米国特許第５，３４６，７９７号公報
【特許文献１０】米国特許第６，１７７，２２１号公報
【特許文献１１】米国特許第６，３１９，６４７号公報
【特許文献１２】米国特許第６，３６５，３１６号公報
【特許文献１３】米国特許第６，４１６，９１６号公報
【特許文献１４】米国特許第５，５１０，２２０号公報
【特許文献１５】米国特許第５，２２７，４６０号公報
【特許文献１６】米国特許第４，５５８，１０８号公報
【特許文献１７】米国特許第３，５９０，０００号公報
【特許文献１８】米国特許第５，３４８，８３２号公報
【特許文献１９】米国特許第５，４０５，７２８号公報
【特許文献２０】米国特許第５，３６６，８４１号公報
【特許文献２１】米国特許第５，４９６，６７６号公報
【特許文献２２】米国特許第５，５２７，６５８号公報
【特許文献２３】米国特許第５，５８５，２１５号公報
【特許文献２４】米国特許第５，６５０，２５５号公報
【特許文献２５】米国特許第５，６５０，２５６号公報
【特許文献２６】米国特許第５，５０１，９３５号公報
【特許文献２７】米国特許第５，７２３，２５３号公報
【特許文献２８】米国特許第５，７４４，５２０号公報
【特許文献２９】米国特許第５，７６３，１３３号公報
【特許文献３０】米国特許第５，７６６，８１８号公報
【特許文献３１】米国特許第５，７４７，２１５号公報
【特許文献３２】米国特許第５，８２７，６３３号公報
【特許文献３３】米国特許第５，８５３，９４４号公報
【特許文献３４】米国特許第５，８０４，３４９号公報
【特許文献３５】米国特許第５，８４０，４６２号公報
【特許文献３６】米国特許第５，８６９，２１５号公報
【特許文献３７】米国特許第５，９１０，３８７号公報
【特許文献３８】米国特許第５，９１９，５９５号公報
【特許文献３９】米国特許第５，９１６，７２５号公報
【特許文献４０】米国特許第５，９０２，７１０号公報
【特許文献４１】米国特許第５，８６３，６９８号公報
【特許文献４２】米国特許第５，９２５，４８８号公報
【特許文献４３】米国特許第５，９７７，２１０号公報
【特許文献４４】米国特許第５，８５８，６０１号公報
【特許文献４５】米国特許第７，１９８，８７５号公報
【特許文献４６】米国特許第６，８０８，８１５号公報
【特許文献４７】米国特許第６，７３３，８７８号公報
【特許文献４８】米国特許第４，０７０，２６２号公報
【特許文献４９】米国特許第４，０７１，４２５号公報
【特許文献５０】米国特許第４，０７２，５９２号公報
【特許文献５１】米国特許第４，０７２，７７０号公報
【特許文献５２】米国特許第４，１３３，９０９号公報
【特許文献５３】米国特許第５，１６２，３８９号公報
【特許文献５４】米国特許第５，８００，８８４号公報
【特許文献５５】米国特許第４，２６５，９７６号公報
【特許文献５６】米国特許第５，２１９，６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
以前の方法でのコーティングは通例、基材の表面全体を被覆するため、コーティングは表面の光沢を増加させ得ることが多く、このことは顧客の要求に応じて、プリントまたは画像の視覚訴求を上昇させ得る。コーティングが基材表面から除去される場合、コーティングによって形成された連続フィルムは、基材表面にわたって不均一または不連続となることがある。結果として、表面から除去されたコーティングは、光沢または連続フィルムに対して１つ以上の視覚上の欠陥を生じることがある。
【００２１】
加えて、公知のコーティング調合物は、望ましくない外観を生じさせる、トナーの熱膨張に応じたプリント表面へのしわまたは細かいひび割れの形成を防止できない。このことは中のプリントに、一度に数時間にわたって高温に耐え、なお均一な外観を保持することを要求する自動車用マニュアル、ブックカバーなどにとって特に重要な問題である。
【００２２】
したがって、基材表面上のトナー画像を選択的に保護するシステムおよび方法への要求が存在する。加えて、プリントがブロッキングに耐える能力を向上させて、それによりプリントの堅牢性を改善するコーティングによってトナー画像を保護するシステムおよび方法への要求が存在する。さらに、画像完全性を維持するために、部分定着画像およびコーティングに熱および／または圧力を印加するシステムおよび方法への要求が存在する。その上、ドキュメントオフセットまたはブロッキングによって引き起こされた最終画像への有害な影響を最小限に抑えるためのコーティングを供給するシステムおよび方法への要求が存在する。
【００２３】
さらに、これに限定されるわけではないが、特に商業印刷用途における、ドキュメントオフセットの低減または防止はもちろんのこと、太陽、熱およびにじみからの画像の保護を含む、コーティング特性を供給する保護コーティング組成物への要求が存在する。
【００２４】
本明細書に開示の発明は、画像が完全に固定される前の、プリント上へのワックスハイブリッドの導入によって上の懸念事項に対処する。この段階でのワックスハイブリッドの存在は、定着オイルの割合を低下させて（すなわち定着前に塗布された場合に、定着ロールの剥離に役立つ）、ドキュメントオフセットを減少させる機会を与えることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係るシステムは、トナー搬送ステーションであって、トナー搬送ステーションからのトナーが基材上で構成されて未定着トナー画像を形成する、トナー搬送ステーションと、トナー画像を部分定着するステーションであって、未定着トナー画像が第１の温度にて加熱されて部分定着されたトナー画像を形成する、ステーションと、コーティングステーションであって、コーティングステーションからのコーティングが部分定着されたトナー画像に塗布されてコーティングおよび部分定着されたトナー画像を形成する、コーティングステーションと、コーティングおよび部分定着されたトナー画像が第２の温度で定着されて圧力定着画像を形成する、定着ステーションと、を備える、基材上の画像を保護するシステムである。
【００２６】
本発明に係る方法は、トナーを含むプリントを保護する方法であって、基材上に未定着トナー画像を形成するステップと、未定着トナー画像を第１の温度で加熱することによって、未定着トナー画像を部分定着し、基材表面に部分定着トナー画像を形成するステップと、基材表面の部分定着トナー画像にコーティングを塗布し、基材表面にコーティングおよび部分定着トナー画像を形成する、ステップと、部分定着およびコーティングされたトナー画像を定着させて、印刷画像を形成するステップと、を含む、方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電子写真画像形成装置の実施形態を示す、非構造的概略図である。
【図２】定着前にトナー液滴の上にワックスハイブリッド液滴を配置した、部分定着されたプリントを示す写真である。大型の物体（目盛り付き）はワックスハイブリッド液滴であり、より小型の物体は部分定着されたトナー粒子である。
【図３】ワックスハイブリッドによって部分的に被覆されている、完全定着されたプリントを示す写真である。ワックスハイブリッドによって被覆されていないトナーの区域は、顕微鏡下での反射特性のためにより明るく見える。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本開示は、基材上の画像を覆うコーティングを塗布する方法に関する。
【００２９】
さらに具体的には、実施形態において、本発明は部分融着画像表面に塗布されるプリント保護コーティングに関する。プリント保護コーティング組成物は、画像形成の後に、しかし最終加熱ステップの前に基材表面に塗布されて画像を基材に完全に固定する。コーティング組成物によって保護された画像は、他の静電写真プリントに勝るいくつかの利点、例えば、熱安定性およびドキュメントオフセットの防止を提供する。
【００３０】
本発明は、保護層としてのワックスハイブリッドコーティングの導入により堅牢なプリントを形成するためのインラインシステムおよび方法を提供する。本ワックスハイブリッドプリント保護コーティングは、定着工程の間に注油を実現し、したがっておそらく定着オイルの削減を可能にする。また本ワックスハイブリッドプリント保護コーティングは、トナー画像を被覆する保護バリアを形成し、高温および高圧に対してより堅牢なプリントを生じさせる。
【００３１】
本明細書に開示の発明は、保護コーティング組成物およびこれらの保護コーティング組成物を静電写真プリントに塗布する方法を提供する。組成物は、例えば、少なくとも約７０℃までの温度、例えば、約７０℃〜約１００℃にてドキュメントオフセットを減少させる。
【００３２】
本明細書に開示の発明はさらに、部分定着トナー画像の上に塗布されるなどの、プリントの少なくとも１つの表面に塗布されるワックスハイブリッド組成物を含む静電写真プリントに関する。ワックスハイブリッド組成物は、少なくともワックスおよび結合剤の均質な混合物を含む。静電写真プリントを開示した組成物でコーティングすることにより、トナーはオーバーコートの下に効果的に埋没され、このことはプリント上に保護バリアを本質的に形成して、したがって望ましくないオフセットを防止する。
【００３３】
一実施形態において、本明細書に開示の発明は、基材上の画像を保護する方法であって、基材上に未定着トナー画像を形成するステップと、未定着トナー画像を第１の温度で加熱することによって、未定着トナー画像を部分定着して、基材表面に部分定着トナー画像を形成するステップと、部分定着トナー画像にコーティングを塗布して、基材表面にコーティングおよび部分定着トナー画像を形成するステップと、部分定着およびコーティングされたトナー画像を定着させて、最終印刷画像を形成するステップと、を含む方法である。
【００３４】
別の実施形態において、本明細書に開示の発明は、基材上の画像を保護するシステムであって、該システムは、トナー搬送ステーションであって、トナー搬送ステーションからのトナーが基材上で構成されて未定着トナー画像を形成する、トナー搬送ステーションと、未定着トナー画像が第１の温度にて加熱されて部分定着されたトナー画像を形成する、トナー画像を部分定着するステーションと、コーティングステーションであって、コーティングステーションからのコーティングが部分定着されたトナー画像に塗布されてコーティングおよび部分定着されたトナー画像を形成する、コーティングステーションと、コーティングおよび部分定着されたトナー画像が第２の温度で定着されて最終定着画像を形成する、定着ステーションと、を備える、システムである。
【００３５】
実施形態において、プリントを保護する方法が提供される。本方法は、基材上のトナー画像にコーティングを塗布するステップを含む。さらに、実施形態において、本方法は、基材表面上にトナーを固定する３ステップの工程を含む。
【００３６】
図１は、画像形成装置１０の実施形態の概略構成を示す。画像形成装置１０は、静電潜像をその上に受像する電荷保持表面を有する撮像部材１１、例えば、円筒状受光ドラムを備える。撮像部材１１の周囲には、撮像部材１１上の残留静電荷を除去するための静電気除去光源（static eliminating light source）１２と、撮像部材１１上に残存したトナーを除去するための任意のクリーニングブレード１３と、撮像部材１１を帯電させるための帯電部品１４（例えば、帯電ロール）と、画像信号に基づいて撮像部材１１を露光させるための露光レーザ光学システム１５と、撮像部材１１において現像された画像を作成するために現像物質（トナー）を電荷保持表面に塗布する現像部品１６と、トナー画像を撮像部材１１からコピー基材１８（例えば、紙）に転写するための転写部品１７（例えば、転写ロール）と、をこの順序で配置することができる。画像形成装置は、コーティング部品２０および部分定着部品２１を備える。また画像形成装置１０は、転写部品１７からコピー基材１８に転写されたトナー画像を定着させるための定着部品１９（例えば、定着／固定ロール）を備える。
【００３７】
実施形態において、本方法は、未定着トナー画像を形成するステップと、ワックスハイブリッド組成物の塗布時に画像の破壊を防止して部分定着されたトナー画像を形成するために、例えば、組成物を放射線に曝露することによって、未定着トナー画像を第１の温度にて部分定着するステップと、部分定着されたトナー画像を第２の温度まで冷却するステップと、ワックスハイブリッドを含む保護コーティング組成物を供給するステップと、保護コーティング組成物を部分定着されたトナー画像の上に塗布するステップと、保護コーティング組成物および部分定着されたトナー画像を固定して印刷画像を形成するステップと、を含む。実施形態において、保護コーティング組成物は、インクジェット技術によってトナー画像の上に塗布される。
【００３８】
実施形態において、本方法は、トナー画像生成部品および本明細書に記載したワックスハイブリッド組成物を搬送するインクジェット機器を備える電子写真機器に関する。本装置では、画像生成部品は基材上に画像を生成できる。その後、インクジェット機器は部分定着されたトナー画像の上にワックスハイブリッド組成物を噴射し、保護コーティングを形成する。
【００３９】
特定の実施形態において、本方法は基材表面上のトナーにコーティングを塗布するステップを含み、基材表面上のトナーは部分定着されている。さらに、本方法は、コーティングおよび部分定着トナーに、トナーが部分定着された状態から永久固定画像に変化するときに、熱および圧力を印加するステップを含み、固定媒体においてトナーはプリントの連続画像を形成し、トナーとコーティングとの間の相互作用はトナーまたはコーティングが基材表面から除去されるのを防止する。
【００４０】
本明細書において使用される「部分定着」という用語は、トナーが粘着性となって基材に接着するようにトナーをトナーの融点のすぐ下の温度まで加熱する工程を指す（トナー粒子を共に凝固させるために圧力は印加されない）。トナーが冷却されているときに、画像は次のコーティングによって破壊されない。例えば、未定着トナーおよび基材は、融点の約５０％〜約９９％の、例えば、融点の約６０％〜約９５％の、または融点の約７０％〜約９０％の温度を有する熱源の下を通過するベルト上に配置することができる。
【００４１】
本明細書で使用するように、定着は、トナーの溶融温度よりも高い温度で起こる工程を説明している。
【００４２】
実施形態において、基材は紙、例えば、コート紙ストック、未コート紙ストックまたはいずれかの適切なコーティング可能な材料から作製できる。実施形態において、「基材」は、他の基材、例えば、透明シート、プラスチックなどを指すか、または含むことができる。実施形態において、基材は、基材の第１側面および／または第２側面（以下、総称的に「側面」と呼ぶ）を被覆できるプレコーティング、例えば、グロスを用いて製造できる。トナーは、基材の側面上に画像を形成するために基材の一方（単一）または両方（二重）の側面に塗布または印刷できる。実施形態において、コーティングは、基材の第１側面上の画像を保護するために、基材の第１側面に塗布するか、または第１側面を被覆することができる。実施形態において、コーティングは、基材の各側面に形成された画像を有する両面印刷を保護するために、基材の両方の側面に塗布するか、または側面を被覆することができる。コーティングは、基材の両側面の１つ以上の部分のみも被覆することができる。
【００４３】
実施形態において、保護コーティング組成物はいずれの種類の電子写真基材、例えば、紙にも塗布することができ、基材は定着オイル（例えば、非官能化または官能化シリコーンオイル）の残留物を有する。基材は場合により、これに限定されるわけではないが、アンチカール化合物、例えば、トリメチロールプロパン、殺生物剤、湿潤剤、キレート剤、およびその混合物を含む添加剤、ならびにトナーおよび／または基材の性能および／または値を向上させるための、電子写真分野で周知の他のいずれかの任意の添加剤を含有する。
【００４４】
実施形態において、保護コーティング組成物は、画像表面全体を覆って塗布できる。加えて、保護コーティング組成物は画像の一部に塗布可能であり、すなわちスポットコーティングできる。例えば、保護コーティング組成物は、コーティングの容易な管理、均質な光沢または外観などを与えるために、印刷基材の表面全体を覆って塗布できる。あるいは保護コーティング組成物は、トナーベース画像を有する区域を覆うだけなどの、印刷基材の一部のみを覆って塗布できる。この後者の実施形態では、保護コーティング組成物が印刷物の端を越えて延在することができるが、保護コーティング組成物は印刷画像を少なくとも完全に被覆することが望ましい。
【００４５】
実施形態において、本明細書で開示する保護コーティング組成物によってコーティングされたトナー画像を生成する方法は一般に、光伝導撮像部材上に静電潜像を生成するステップと、潜像をトナーによって現像するステップと、現像された静電潜像を基材に転写するステップと、トナー画像を基材に部分定着させるステップと、基材またはその一部ならびに／あるいは画像またはその一部をオーバープリント組成物でコーティングするステップと、トナーおよびワックスハイブリッド組成物を固定または定着するステップとを含む。画像の現像は、当分野で公知のいくつかの方法、例えば、カスケード、タッチダウン、パウダークラウド、磁気ブラシなどによって達成できる。現像画像の基材への転写は、これに限定されるわけではないが、コロトロンまたはバイアスロールを利用する方法を含む、いずれの方法によっても可能である。固定ステップは、例えば、フラッシュ定着、熱定着、圧力定着、蒸気定着などのいずれの適切な方法によっても実施できる。適切な撮像方法、機器、およびシステムが当分野で公知であり、これに限定されるわけではないが、米国特許第４，５８５，８８４号、第４，５８４，２５３号、第４，５６３，４０８号、第４，２６５，９９０号、第６，１８０，３０８号、第６，２１２，３４７号、第６，１８７，４９９号、第５，９６６，５７０号、第５，６２７，００２号、第５，３６６，８４０号、第５，３４６，７９５号、第５，２２３，３６８号、および第５，８２６，１４７号に記載されている方法を含む。
【００４６】
実施形態において、保護コーティング組成物は、ワックスハイブリッド組成物である。ワックスハイブリッド組成物は、プリント上に残留定着オイルが存在することのあるトナーベース画像および基材を覆って塗布される。この残留オイルは、シリコーンオイル、例えば、ポリジメチルシロキサン、および／または官能化シリコーンオイル、例えば、アミノ官能化ＰＤＭＳオイルおよびメルカプト官能化ＰＤＭＳオイルでありうる。この残留オイルは、トナーベース画像および基材の面積の５％〜１００％を被覆できる。この残留オイルは、トナーベース画像および基材を約０〜約５０μｇ／ｃｍ２のレベルで被覆できる。この残留オイルによって被覆された面積における表面エネルギーは、わずか１５ｍＮ／ｍでありうる。
【００４７】
しかし基材上の未定着トナー、例えば、被着された静電的に帯電したトナー粒子への保護コーティング組成物の塗布は、未定着トナーがいずれの物理的撹乱を受けた場合にも歪み易いので、きわめて慎重に処理しなければならない。未定着トナー画像を有する基材は、擦れまたはにじみよる力に基づく画像劣化を特に受けやすい。したがって、部分定着ステップは、未定着トナー画像の画像歪み（image distortion）に関する懸念を減少させるために挿入されてきた。トナーが粘着性となって基材に接着して、トナーが室温まで冷却されたときに、画像が次のコーティングによって破壊されないように、部分定着ステップの間に、トナーはトナーの融点よりやや低い温度まで加熱される。
【００４８】
組成物を部分定着させるために使用されるエネルギー源は、化学線、例えば、スペクトルの紫外領域および可視領域の波長を有する放射線や、加速粒子、例えば、電子ビーム放射線や、熱、例えば、熱放射または赤外線、などが可能である。実施形態において、エネルギーが化学線であるのは、このようなエネルギーが優れた制御をもたらすからである。適切な化学線源としては、これに限定されるわけではないが、水銀ランプ、キセノンランプ、炭素アークランプ、タングステンフィラメントランプ、レーザ、太陽光などが挙げられる。
【００４９】
ＩＲの下に例えば、約８０〜約１３０フィート／分（約４０．６〜約６６．０ｃｍ／ｓ）の高速コンベヤを備えた、特に炭素ベース石英ランプ（ヘレウス・クオーツ・ライト社（Heraeus Quartz Light Inc.））からの赤外（ＩＲ）光が特に望ましく、赤外線は約１〜約２秒間に約２μｍのピーク波長で供給される。さらに好ましくは、高速コンベヤの速度は、約１〜約５秒間に、約１．５〜約４μｍの波長の赤外光の下で、約９０〜約１２０フィート／分（約４５．７〜約６１．０ｃｍ／ｓ）である。任意の装置としては、これに限定されるわけではないが、赤外光を集束または拡散させる反射器、および赤外光源から熱を除去する冷却システムが挙げられる。
【００５０】
一般に、ワックスハイブリッド物質は、結合剤、例えば、エチレンビニルアセテートまたは結晶性ポリエステル樹脂と組み合された低粘度、高融点のワックス、例えば、ワイクロクリスタリンワックスまたはポリメチレンベースワックスである。一般に結合剤は、薄いワックス層が定着後にプリント上に配置されたままであるように包含される。ワックスの結合剤に対する比は、プリントに対する特定の噴射粘度および付着性のために調整できる。粘度に関して、構成成分は完全に異なる値を有する。ワックスは一般に、１２０℃にて約１０ｃＰ（１０ｍＰａ・ｓ）以下であるが、結合剤は１２０℃にて約６００ｃＰ（６００ｍＰａ・ｓ）〜約６，０００ｃＰ（６０００ｍＰａ・ｓ）のいずれでもよい。完成物質の粘度は一貫した噴射を確保するために、１２０℃にて約２０ｃＰ（２０ｍＰａ・ｓ）以下、詳細には１２０℃にて約１６ｃＰ（１６ｍＰａ・ｓ）以下、さらに詳細には１２０℃にて約１２ｃＰ（１２ｍＰａ・ｓ）である。
【００５１】
ワックスハイブリッド用に選択することが可能であり、本明細書で説明した方法で使用できるワックスの例としては、例えば、アライド・ケミカルおよびペトロライト社（Allied Chemical and Petrolite Corporation）より市販されているポリプロピレンおよびポリエチレン、例えば、マイケルマン社（Michaelman Inc.）およびダニエルズ・プロダクツ社（the Daniels Products Company）より入手できるワックスエマルジョン、例えば、イーストマン・ケミカル・プロダクツ社（Eastman Chemical Products,Inc.）より市販されているＥＰＯＬＥＮＥ  Ｎ−１５（商標）、例えば、サンヨー・カセイ・Ｋ．Ｋ．より入手できる低重量平均分子量ポリプロピレンであるＶＩＳＣＯＬ  ５５０−Ｐ（商標）、および同様の物質が挙げられる。選択された市販のポリエチレンは、約５００〜約３，０００の重量平均分子量Ｍｗを有すると考えられるが、市販のポリプロピレンは約４，０００〜約７，０００の重量平均分子量を有すると考えられる。官能化ワックスの例としては、アミンおよびアミド、例えば、ミクロ・パウダー社（Micro Powder Inc.）より入手可能な例えば、ＡＱＵＡ  ＳＵＰＥＲＳＬＩＰ  ６５５０（商標）、ＳＵＰＥＲＳＬＩＰ  ６５３０（商標）、例えば、ミクロ・パウダー社より入手可能なＰＯＬＹＦＬＵＯ  １９０（商標）、ＰＯＬＹＦＬＵＯ  ２００（商標）、ＰＯＬＹＦＬＵＯ  ５２３ＸＦ（商標）、ＡＱＵＡ  ＰＯＬＹＦＬＵＯ  ４１１（商標）、ＡＱＵＡ  ＰＯＬＹＳＩＬＫ  １９（商標）、ＰＯＬＹＳＩＬＫ  １４（商標）などのフッ素化ワックス、例えば、ミクロ・パウダー社より入手できるＭＩＣＲＯＳＰＥＲＳＩＯＮ  １９（商標）などの混合フッ素化アミドワックス、例えば、すべてエスシー・ジョンソン・ワックス（ＳＣ  Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｗａｘ）より入手できるＪＯＮＣＲＹＬ  ７４（商標）、８９（商標）、１３０（商標）、５３７（商標）、および５３８（商標）などのイミド、エステル、４級アミン、カルボン酸またはアクリルポリマーエマルジョン、例えば、アライド・ケミカル、Ｐペトロライト社およびエスシー・ジョンソン・ワックスより入手できる塩素化ポリプロピレンおよびポリエチレンなどが挙げられる。
【００５２】
結合剤の説明に役立つ実例としては、エチレンビニルアセテート樹脂が挙げられる。加えて、ワックスハイブリッドの結合剤のために選択され、本開示の方法で使用される結晶性ポリマー樹脂としては、各種の結晶性ポリエステルのいずれか、例えば、ポリ（エチレン−アジペート）、ポリ（プロピレン−アジペート）、ポリ（ブチレン−アジペート）、ポリ（ペンチレン−アジペート）、ポリ（ヘキシレン−アジペート）、ポリ（オクチレン−アジペート）、ポリ（エチレン−スクシナート）、ポリ（プロピレン−スクシナート）、ポリ（ブチレン−スクシナート）、ポリ（ペンチレン−スクシナート）、ポリ（ヘキシレン−スクシナート）、ポリ（オクチレン−スクシナート）、ポリ（エチレン−セバケート）、ポリ（プロピレン−セバケート）、ポリ（ブチレン−セバケート）、ポリ（ペンチレン−セバケート）、ポリ（ヘキシレン−セバケート）、ポリ（オクチレン−セバケート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（エチレン−スクシナート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（プロピレン−スクシナート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ブチレン−スクシナート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−スクシナート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−スクシナート）、コポリ（５−スルホイソフタロイル）−コポリ（オクチレン−スクシナート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−セバケート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−セバケート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ブチレン−セバケート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−セバケート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−セバケート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（オクチレン−セバケート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（エチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（プロピレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ブチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ペンチレン−アジペート）、コポリ（５−スルホ−イソフタロイル）−コポリ（ヘキシレン−アジペート）、またはポリ（オクチレン−アジペート）が挙げられる。
【００５３】
いくつかの供給元から入手できる結晶性樹脂は、例えば、約５０〜約９０℃などの、約３０〜約１２０℃の各種の融点を有することができる。結晶性樹脂は、例えば、約１，０００〜約５０，０００の、好ましくは約２，０００〜約２５，０００の、例えば、ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されたような数平均分子量（Ｍｎ）を有することがある。樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、例えば、約３，０００〜約８０，０００などの、約２，０００〜約１００，０００でもよい。結晶性樹脂の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、例えば、約２〜約６、さらに詳細には約２〜約４である。
【００５４】
結晶性樹脂は、適切な有機ジオールと適切な有機二酸を縮重合触媒の存在下で反応させることによる縮重合工程によって調製できる。一般に、有機ジオールと有機二酸の化学量論的等モル比が利用されるが、有機ジオールの沸点が約１８０℃〜約２３０℃である一部の例では、縮重合工程の間にジオールの過剰量が利用されて除去することができる。利用される触媒の量は変化して、例えば、樹脂の約０．０１〜約１モルパーセントの量で選択できる。加えて有機二酸の代わりに、有機ジエステルを選択することが可能であり、この場合はアルコール副生成物が生成される。
【００５５】
有機ジオールの例としては、約２〜約３６個の炭素原子を有する脂肪族ジオール、例えば、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノネジオール（1,9 nonediol）、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオールなど、アルカリスルホ−脂肪族ジオール、例えば、ソジオ２−スルホ−１，２−エタンジオール、リチオ２−スルホ−１，２−エタンジオール、ポタシオ２−スルホ−１，２−エタンジオール、ソジオ−２−スルホ−１，３−プロパンジオール、リチオ２−スルホ−１，３−プロパンジオール、ポタシオ２−スルホ−１，３−プロパンジオール、その混合物などが挙げられる。脂肪族ジオールは、例えば、樹脂の約４５〜約５０モルパーセントの量で選択され、アルカリスルホ−脂肪族ジオールは、樹脂の約１〜約１０モルパーセントの量で選択できる。
【００５６】
結晶性ポリエステル樹脂の調製のために有機二酸またはジエステルの例としては、シュウ酸、ドデカン二酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸およびメサコン酸、そのジエステルまたは無水物、およびアルカリスルホ有機二酸、例えば、ジメチル−５−スルホ−イソフタレート、ジアルキル−５−スルホ−イソフタレート−４−スルホ−１，８−ナフタール無水物、４−スルホ−フタル酸、ジメチル−４−スルホ−フタレート、ジアルキル−４−スルホ−フタレート、４−スルホフェニル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、６−スルホ−２−ナフチル−３，５−ジカルボメトキシベンゼン、スルホ−テトラフタル酸、ジメチル−スルホ−テトラフタレート、５−スルホ−イソフタル酸、ジアルキル−スルホ−テレフタレート、スルホエタンジオール、２−スルホプロパンジオール、２−スルホブタンジオール、３−スルホペンタンジオール、２−スルホへキサンジオール、３−スルホ−２−メチル−ペンタンジオール、２−スルホ−３，３−ジメチルペンタンジオール、スルホ−ｐ−ヒドロキシ安息香酸、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−２−アミノエタンスルホナートのソジオ、リチオまたはカリウム塩、あるいはその混合物が挙げられる。有機二酸は、例えば、樹脂の約４０〜約５０モルパーセントの量で選択され、アルカリスルホ脂肪族二酸は、樹脂の約１〜約１０モルパーセントの量で選択できる。
【００５７】
実施形態における保護コーティング組成物の粘度は、約１００℃〜約１４０℃、例えば、約１１０℃〜約１１０℃などの範囲に及ぶ温度にて、例えば、約５ｃＰ（５ｍＰａ・ｓ）〜約１５ｃＰ（１５ｍＰａ・ｓ）、特に約７ｃＰ（７ｍＰａ・ｓ）〜約１２ｃＰ（１２ｍＰａ・ｓ）であることが可能である。
【００５８】
ワックスハイブリッド組成物を調製する際に、成分は、いずれの所望の順序およびいずれの適切な条件でも共に混合して、化合させることができる。例えば、実施形態において、成分は、最初にワックスを添加または混合して、結合剤の添加および混合を続けることによって共に混合することができる。各添加の間に、組成物は、各成分の所望のまたは完全な溶解を確実にするために、必要に応じて撹拌することができる。他の任意の添加剤も、必要に応じて添加および混合することができる。例えば、成分は、成分が溶解されるまで各添加の間に、例えば、磁気撹拌棒（stir bar）またはオーバーヘッドミキサーを使用した短時間の撹拌によって化合および混合することができる。調合物は必要ならば、粘度を下げるために加熱することができる。得られた調合物は必要ならば、濾過してもよい。
【００５９】
実施例は、本明細書で以下に説明するが、開示を実施するのに使用可能な異なる組成物および条件を実例で示す。すべての割合は、別途記載しない限り重量による。しかし、上の開示に従って、そして以下で指摘するように、開示が多くの種類の組成物によって実施可能であり、多くの異なる用途を有し得ることが明らかになる。
【実施例】
【００６０】
実験材料は、ポリメチレンベースワックスおよびエチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）の適切な量を化学天秤で秤量してＥＶＡ約１６％に対してワックス約８４％の比を得ることによって調製した。ワックス物質をアルミニウム皿に置き、ほぼ１５０℃まで加熱して、ワックスを溶融させた。溶融したら、撹拌を導入して、３００ＲＰＭにて結合剤を混入した。混合物を約５分間撹拌して、次いでホットプレートから外して、室温まで冷却させた。得られた混合物は粘度を測定して、次いでピエゾインク噴射システムに移した。完成した物質は１２０℃にて約１２ｃＰ（１２ｍＰａ・ｓ）の粘度を有していた。
【００６１】
ＤＣ−１２装置で従来のトナーを使用して未定着画像を作成した。シアン画像のみを作成した。単位面積当たりのトナー質量（ＴＭＡ）は、約０．５０ｍｇ／コピーまで制御され、充填パターンは１００％であった。未定着画像が作成されたら、ベルト上のプリントを約１５フィート／分（７．６２ｃｍ／ｓ）で移動させることによって（滞留時間１〜２秒）、画像を赤外光（石英ランプ（ヘレウス・クオーツ・ライト社製、炭素ベース））に露光させた。得られた紙温度は、約１４０〜１５０℃であった。加熱したら、部分定着プリントを室温に戻した。次いでプリントをドラムにテープ留めして、約２０〜２４ナノグラムの液滴サイズを達成するために保護コーティング組成物を１３〜３８ｋＨｚの周波数で噴射した。図２は、ワックスハイブリッドが噴射されて、上に部分定着された後の画像を示す。物質が部分定着プリント上に噴射された後に、部分定着およびコーティングされたプリントを１８５℃および１００ｐｓｉの圧力負荷で動作しているｉＧｅｎ３定着サブシステムを通過させて、ワックス層のしわを伸ばした。図３は、ワックスハイブリッドで被覆された画像の部分とワックスハイブリッドのない他の部分とを有する完全定着画像の一部を示す。図３からわかるように、ワックスハイブリッドが塗布された画像の部分上のトナー上面を覆ってほぼ連続したフィルムが存在する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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